Android异步消息处理机制深入理解Looper、Handler、Message的关系

最近一直在看一些源码，今天就整理一下大家经常面试会遇到的问题之一：Android的Handler消息处理机制，下面我从源码角度为大家分析一下其中的Handler,Looper,Message之间的关系

1 概述

异步消息处理线程启动后会进入一个无限循环体之中，每循环一次会从消息队列中取出一个消息回调对应的消息处理函数进行处理，当处理完一个消息之后会继续进行下一次循环；如果消息队列为空的话就会线程阻塞等待。

其实Looper就是负责创建一个消息队列MessageQueue，然后进入一个循环体中不断从其中取出消息，而消息的创建者就是一个或者多个Handler。

2 源码分析

a)Looper

Looper主要有两个方法需要注意有prepare(),loop()方法

首先看Looper.prepare()方法

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {        if (sThreadLocal.get() != null) {            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");        }        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));    }

这里面有一个ThreadLocal对象，它可以在线程中存储变量，可以看到存储了一个Looer对象到ThreadLocal中，并且首先判断了sThreadLocal.get()是否为空，如果为空的话就抛出异常，这里说明prepare()方法只能被调用一次，而且一个线程只能有一个Looper

下面看Looper的构造方法

private Looper(boolean quitAllowed) {        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);        mThread = Thread.currentThread();    }

构造方法中创建了一个消息队列

loop()方法

public static void loop() {        final Looper me = myLooper();        if (me == null) {            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");        }        final MessageQueue queue = me.mQueue;        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,        // and keep track of what that identity token actually is.        Binder.clearCallingIdentity();        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();        for (;;) {            Message msg = queue.next(); // might block            if (msg == null) {                // No message indicates that the message queue is quitting.                return;            }            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger            Printer logging = me.mLogging;            if (logging != null) {                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +                        msg.callback + ": " + msg.what);            }            msg.target.dispatchMessage(msg);            if (logging != null) {                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);            }            // Make sure that during the course of dispatching the            // identity of the thread wasn't corrupted.            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();            if (ident != newIdent) {                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "                        + msg.target.getClass().getName() + " "                        + msg.callback + " what=" + msg.what);            }            msg.recycleUnchecked();        }    }

第2行直接通过myLooper()方法获得当前线程的Looper对象，第三行进行判断，如果Looper为空的话就会抛出异常，从抛出的异常可以看出来，prepare()方法是在loop()方法之前调用的，不然myLooper()方法获取到的Looper对象为空；

第6行获取当前的线程的消息队列（Looper的构造方法中的消息队列）；

第13行开始进入一个循环体中从消息队列中不停的取出消息；

第27行msg.target.dispatchMessage(msg),这里的msg.target其实就是Handler，后面会讲到；

第44行对消息占据的资源进行释放

通过上面的讲解，相信大家对Looer的作用已经很熟悉了，总结一下

a)保证一个线程只有一个Looper实例，并且一个Looper实例也只有一个MessageQueue

b)loop()方法不断的从消息队列中取出数据，并且交给消息的msg.target(也就是Handler对象)的dispatchMessage方法进行处理

现在有了消息队列MessageQueue,也有了从消息队列中取出消息的Looper，就差一个Handler发送消息了，下面讲解

b)Handler

Handler是怎么和MessageQueue，还有Looper联系上的呢，下面我们看Handler的构造方法

public Handler(Callback callback, boolean async) {        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {            final Class<? extends Handler> klass = getClass();            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +                    klass.getCanonicalName());            }        }        mLooper = Looper.myLooper();        if (mLooper == null) {            throw new RuntimeException(                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");        }        mQueue = mLooper.mQueue;        mCallback = callback;        mAsynchronous = async;    }

通过第11行获取到了Looper实例

又通过16行获取到Looper对象保存的MessageQueue实例，这样就将Handler和MessageQueue联系起来了

下面看sendMessage()方法，下面看源码

public final boolean sendMessage(Message msg)    {        return sendMessageDelayed(msg, 0);    }

public final boolean sendEmptyMessage(int what)    {        return sendEmptyMessageDelayed(what, 0);    }

public final boolean sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) {        Message msg = Message.obtain();        msg.what = what;        return sendMessageDelayed(msg, delayMillis);    }

public final boolean sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) {        Message msg = Message.obtain();        msg.what = what;        return sendMessageAtTime(msg, uptimeMillis);    }

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)    {        if (delayMillis < 0) {            delayMillis = 0;        }        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);    }

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {        MessageQueue queue = mQueue;        if (queue == null) {            RuntimeException e = new RuntimeException(                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);            return false;        }        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);    }

所有的方法最后都是调用sendMessageAtTime方法，直接获取MessageQueue,然后调用enqueueMessage方法，下面看源码

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {        msg.target = this;        if (mAsynchronous) {            msg.setAsynchronous(true);        }        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);    }

这里msg.target=this，上面在Looper.loop()方法中从消息队列中循环取出消息，交给msg.target.dispatchMessage处理，证明了msg.target就是Handler对象，调用queue.enqueueMessage方法，将Handler发送的消息加入到消息消息队列中

通过前面的讲解我们知道Looper会调用prepare()和loop()方法，在当前线程中有且只有一个Looper对象，这个对象会保存一个MessageQueue消息队列，然后线程会进入一个无限循环，不断的从消息队列中取出Handler发送来的消息，最后回调创建这个消息的Handler的dispatchMessage方法进行处理，下面看看源码

public void dispatchMessage(Message msg) {        if (msg.callback != null) {            handleCallback(msg);        } else {            if (mCallback != null) {                if (mCallback.handleMessage(msg)) {                    return;                }            }            handleMessage(msg);        }    }

其中有一个方法handleMessage方法

public void handleMessage(Message msg) {    }

查看源码发现这是一个空的方法，其实这是需要我们自己实现的方法。

到此处整个流程已经讲解完了，下面做一个总结

1 Looper.prepare()会在本线程之中保存一个Looper实例，Looper实例会保存一个MessageQueue对象，因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，而队列对象是在Looper的构造方法中生成的，所以一个线程中只有一个MessageQueue对象

2 Looper.loop()会使当前线程进入一个无限循环中，不断从MessageQueue中取出消息，然后回调msg.trget.dispatchMessage（msg）方法处理

3 Handler的构造方法获得Looper实例，再获取Looper实例中的MessageQueue对象相关联

4 Handler的sendMessage方法会将消息加入队列中并且将msg.target赋值为Handler自身

5 在构造Handler对象的时候会重写handleMessage()方法，其实就是msg.target.dispatchMessage(msg)方法

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